Tehis-DNA sillutab teed uutele ravimitele ja eluvormidele ({{commentsTotal}})

Autor/allikas: 1sock/Creative Commons

Teadlased esitlevad esimest poolsünteetilist eluvorme, mis suudab tehislikku-DNA`d anda oma järeltulijatele edasi sisuliselt igavesti. Saavutus tõotab anda tulevikus ainest seninägematutele ravimitele ja eluvormidele.

"Mulle meeldib võrrelda senist tööd veidi lambipirni leiutamisega. Alguses katsetasime pikalt, milline materjal üleüldse hõõgniidiks kõlbab. Kui selle leidsime ja esimest korda sellest voolu läbi lasksime, käis korraks ere valgussähvatus ja kõik oli läbi. Viimaks on meil aga lamp, mis võib põleda pärast lüliti vajutamist sisuliselt terve igaviku," kirjeldas poolsünteetilise eluvormi loomist ERR Novaatorile uurimuse juhtivautor Floyd Romesberg.

Seninägematu maailm
Eksootilistest aluspaaridest võiks kasu olla näiteks ravimitööstuses. Ebaloomulike tähtedega on võimalik panna rakke valmistama valke, mida looduses ei leidu. Potentsiaalse revolutsiooni ulatusest annab aimu viimase 20 aasta jooksul valgumolekulidel põhinevaid ravimeid saatnud edu. Innovatsioon on muutnud ravitavaks näiteks mitmed agressiivsed ja surmavaks peetud vähivormid.

Nende funktsionaalsus on aga piiratud. "Valkude omadused sõltuvad otseselt nende ehitamiseks kasutatavatest aminohapetest. Looduses leidub neid vaid 20. Neist suurem osa pole seejuures ravimitööstuse jaoks väga kasulikud. Ravimilaadseid komponente lisades saaksime luua valke, mis töötavad märksa paremini," selgitas Romesberg. Uudsed molekulid võimaldaksid potentsiaalselt praegusest tõhusamalt ravida nii teadatuntud haigusi kui ka pakkuda leevendust ravimatutele haigustele. Väljatöötatud lahendustele kaubandusliku vormi andmisega tegeletakse juba praegu.

Pikemas perspektiivis tõotab ebaloomulike aluspaaride lisamine viia seninägematute eluvormide loomiseni. "Elusolendite võimed ja käitumine on piiratud suuresti valkudega, mida nad toota suudavad. Meil on võimalus seda muuta," mõtiskles professor. Näiteks saaks panna bakterid lõhustama alkaani, millest elusorganismid ise jagu ei saa. Tulemuseks oleksid väiksemad ja keemiatööstusele kasulikud süsinikuühendite jupid. Analoogselt saaks poolsünteetiliste eluvormidega koristada naftareostust.

Esmalt tuleb aga tõestada, et ebaloomulikesse aluspaaridesse kodeeritud infot on võimalik uuesti kätte saada. Romesbergi esialgsed katsed on paljutõotavad. Töörühm mõtles vajadusele juba tehislike aluspaaride loomisel.

Leiutades lambipirni
Teadaolevalt koosneb kõigi tänapäeval maailmas evolutsiooni survel tekkinud elusolendite pärilikkusaine neljast erinevast nukleotiidist ehk tähest. Seejuures vastab G-le (guaniin) C (tsütosiin) ja A-le (adeniin) T (tümiin), moodustades nõnda kahte tüüpi aluspaare. Neid erinevates järjestustes üksteise otsa liites saab kirja panna juhised ükskõik millise elusorganismi ehitamiseks. "Me ei tea, miks piirdus elu ja evolutsioon nelja tähega.. Küll aga teame, et seda ei pea tegema meie," lisas Californias Scrippsi teadusinstituudi instituudis keemiaprofessori ametit pidav Romesberg.

Alates sajandi algusest on biokeemikud loonud loomulikele aluspaaridele kümneid alternatiive. 2014. aastal töötasid neist kaks – kokkuleppeliselt X ja Y – Romesbergi laboratooriumis sedavõrd hästi, et nendega täiendatud kolibakter pärandas ebaloomulikke aluspaare edasi ka oma tütarrakkudele. Eeldusel, et keskkonnas leidus eelnevalt loodud ebaloomulikke nukleotiide.

"Kuid seda tehti vaid keskpärase täpsuse ja tõhususega. Info kadus juba käputäie põlvkondade jooksul. Pirn kustus. Lisaks olid rakud veidi haiged ja kiratsesid," meenutas professor. Kuigi võiks oletada, et aeglase kasvukiiruse taga olid ebaloomulikud aluspaarid, viitasid täiendavad uuringud muule. Saatuslikuks sai teadlaste poolt X-i ja Y-i rakkudesse toimetamiseks kasutatud transportvalk. Sellega veidi mängides leidis Romesberg kolleegidega valguvariandi, mis töötas sama tõhusalt, kuid ei mõjunud rakkudele laastavalt.

Samal ajal jätkusid paremate tehislike aluspaaride otsingud. Sõelale jäi kandidaat, mida andis kolibakter oma järeltulijatele edasi 999 juhul tuhandest. Teistel juhtudel muteerusid ebaloomulikud nukleotiidid tavapärasteks aluspaarideks. "Kuid isegi seda oli liiga palju. Loomulik aluspaarid võtavad koloonias võimust. Lõpuks on meil jälle täiesti tavaliselt rakud," nentis Romesberg.

Ootamatu abiline
Võti peitus bakterite immuunkaitses, mille ülesanne on erinevate sissetungijate pärilikkusaine enne suurema kahju tekitamist tükkideks raiuda. "Teadlased on CRISPR/Cas9-st vaimustuses ja kui hõlpsalt sellega teiste elusolendite geene muuta saab. Samal ajal kipuvad nad unustama, mis on selle algne ülesanne," muigas professor.

Töörühma loodud pärilikkusaine oli sedavõrd eluvõõras, et immuunsüsteem seda ära tunda ei suutnud. Küll aga suutis see ära tunda mutatsioone ehk tavalisi aluspaare. Järjestuse bakterite immuunsüsteemile selgeks õpetamise järel oli võimalik panna see ebasoovitavatest mutatsioone süstemaatiliselt kõrvaldama. "Tegu on justkui kustukummiga, mis vead ära kustutab. Me ei saa põhimõtteliselt ebaloomulikku aluspaari ära kaotada, kuna neid sisaldavatest plasmiididest leidub rakus 40 – 50 koopiat," selgitas Romesberg.

Uus Frankenstein?
Vestluse vältel rõhutas professor mitmel korral, et inimestel pole mõtet poolsünteetilisi eluvorme karta. Ilma neile X-e ja Y-d ette söötmata muunduvad need lühikese aja vältel tavalisteks organismideks. "Nad ei suuda neid ise ja neid puuduvad selleks tarvilikud ensüüme. Samuti ei suuda nad endale jurassicparkilikult endale vastavat võimekust tekitada. Omal käel suudaks need looduses hakkama saada maksimaalselt 2 – 3 põlvkonda," sõnas Romesberg.

Uurimus ilmus Ameerika Ühendriikide teadusakadeemia toimetistes.



Nakatumine HPV-ga võib seostuda kasvajate tekkega

HPV vaktsiinist: ausalt ja emotsioonideta

Järgmisest aastast saavad Eesti tütarlapsed vaktsineerida end tasuta inimese papilloomiviiruse vastu. Sõltuvalt vaktsineeritute arvust on võimalik sellega nende eluea jooksul hoida ära kümneid surmaga lõppevaid vähijuhtumeid. Teaduspõhise otsuse kasulikku mõju ähvardavad aga ühismeedias kriitikameeleta jagatavad postitused.

ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: